一种直接甲醇燃料电池用质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种直接甲醇燃料电池用质子交换膜的制备方法。该方法首先将聚醚醚酮加入浓硫酸中进行磺化反应得到磺化聚醚醚酮；然后将磺化聚醚醚酮溶于有机溶剂中，加入N，N′－羰基二咪唑搅拌1～3小时后加入偶联剂搅拌反应1.5～4小时，再加入无机交联剂在50～80℃下反应，然后加入质子导体继续在此温度下反应得到磺化聚醚醚酮/无机交联剂/质子导体的混合溶液；最后将磺化聚醚醚酮/无机交联剂/质子导体的混合物溶液成膜，干燥，脱膜即得到所述的直接甲醇燃料电池用质子交换膜。该膜的阻醇性能好、成本低、质子传导率高、较高温度下抗水的溶胀性能好。该制备方法相对较简单，原材料价格低廉，生产成本相对较低。

主权项

1.一种直接甲醇燃料电池用质子交换膜的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)按重量份计算，将1份聚醚醚酮加到35～75份重量百分比浓度为95～98％的浓硫酸中进行磺化反应，然后将反应液稀释后过滤取沉淀物，用水将沉淀物洗至水溶液呈中性后干燥得到磺化聚醚醚酮；(2)将磺化聚醚醚酮溶于有机溶剂中，配成重量百分比浓度为10～15％的磺化聚醚醚酮溶液，加入N，N′-羰基二咪唑(CDI)，所加入的N，N′-羰基二咪唑与磺化聚醚醚酮中磺酸根的摩尔比为1∶2～4；搅拌1～3小时后再加入偶联剂搅拌反应1.5～4小时得到磺化聚醚醚酮反应液，所加入的偶联剂与N，N′-羰基二咪唑的摩尔比为1∶1；(3)将与磺化聚醚醚酮重量比为1∶5～17的无机交联剂加入到上述磺化聚醚醚酮反应液中，在50～80℃下反应6～12小时，然后加入与磺化聚醚醚酮重量比为1∶3.5～17质子导体，继续在此温度下反应8～14小时后得到磺化聚醚醚酮/无机交联剂/质子导体的混合溶液；(4)将磺化聚醚醚酮/无机交联剂/质子导体的混合物溶液成膜，干燥，脱膜即得到所述的直接甲醇燃料电池用质子交换膜。